【技术实现步骤摘要】
一种阵列式混凝土伺服支撑装置及调控方法
[0001]本专利技术属于基坑工程施工支护领域，尤其涉及一种软土地区深大基坑阵列式混凝土伺服支撑装置及其调控方法。
技术介绍
[0002]合理利用既有交通走廊是交通选线的基本原则之一，沿既有交通走廊布线有利于节约交通土地资源、发挥既有线路优势、借鉴既有工程经验。同时，随着城市轨道交通的高速发展，地下铁路建设不断扩张。新建城市轨道交通线路往往会与既有交通线路并行，且具有间距小、建设次序不一的特点。因此，需要重点关注新建线路施工对运营线路安全的影响。
[0003]在软土地区，深基坑开挖的支撑常常采用伺服钢支撑和伺服混凝土支撑。伺服混凝土支撑具有刚度高、承载力强、平面布置灵活的特点，因此被广泛采用。然而，现有的混凝土伺服支撑端头往往无法充分发挥混凝土支撑的承载能力，并且在调控时只能调整单一位置的轴力，非常不灵活。同时，现有的混凝土伺服支撑轴力调整方法通常是以现场实时监测为调控依据，其无法预测基坑土体及围护结构的未来状态，且以现场监测数据为调控依据滞后性较高，不利于工程的精确控制。
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种阵列式混凝土伺服支撑装置，其特征在于，由多点同步承载千斤顶阵列进行轴力补偿，可充分发挥混凝土伺服支撑的承载力及实现伺服轴力的精确调控；所述阵列式混凝土伺服支撑装置，包括多点同步承载千斤顶阵列，高精度伺服反馈控制器，分布式云计算中心，短声波位移传感器，载荷平衡板，螺纹传动杆，动力驱动器，高扭矩降速装置，高强度耐腐蚀保护外壳；所述阵列式混凝土伺服支撑装置设置于混凝土伺服支撑端部，为混凝土伺服支撑提供补偿轴力；所述多点同步承载千斤顶阵列均匀布置于所述高强度耐腐蚀保护外壳内；所述载荷平衡板与所述螺纹传动杆端部连接，所述螺纹传动杆分设置在所述多点同步承载千斤顶阵列两侧；所述载荷平衡板将所述多点同步承载千斤顶阵列产生的补偿轴力转换为矩形，使得补偿轴力均布在所述载荷平衡板上；所述动力驱动器与所述高扭矩降速装置相连接，所述高扭矩降速装置与所述千斤顶相连接，所述动力驱动器通过电能转化为机械能，驱动所述高扭矩降速装置的旋转；所述高扭矩降速装置可以将所述动力驱动器旋转的高速转换为低速高扭矩输出，提高所述多点同步承载千斤顶阵列的补偿轴力；所述高精度伺服反馈控制器设置在所述高强度耐腐蚀保护外壳上部，所述分布式云计算中心通过无线网络与所述高精度伺服反馈控制器连接；所述多点同步承载千斤顶阵列中各千斤顶均可独立调节，所述高精度伺服反馈控制器通过接收所述分布式云计算中心发出的信号对所述多点同步承载千斤顶阵列中各个千斤顶的补偿轴力进行调控；所述短声波位移传感器设置在所述多点同步承载千斤顶阵列侧方，所述高精度伺服反馈控制器读取所述短声波位移传感器采集到的信息，通过无线网络反馈给所述分布式云计算中心，所述分布式云计算中心通过分析发出信息与接受信息的差异，更新控制信号。2.如权利要求1所述的阵列式混凝土伺服支撑装置，其特征在于，所述多点同步承载千斤顶阵列中千斤顶个数不少于4个；所述多点同步承载千斤顶阵列中的千斤顶均为电动千斤顶。3.如权利要求1所述的阵列式混凝土伺服支撑装置，其特征在于，所述多点同步承载千斤顶阵列中千斤顶的个数为2n个或3n个，n是大于1的正整数。4.如权利要求1所述的阵列式混凝土伺服支撑装置，其特征在于，所述载荷平衡板由铝合金、钢材制成；所述高强度耐腐蚀保护外壳由不锈钢、聚合物或者钛合金材料制成。5.一种混凝土伺服支撑的轴力调控方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：设定基坑开挖状态方程和围护结构性能指标，建立基坑开挖的状态方程，即基坑开挖的动态数学模型，根据工程要求确定性能指标；步骤2：预测基坑开挖未来状态，通过物理模型和数值模型计算基坑在不同开挖深度下的位移和内力，预测基坑开挖过程中的围护结构位移、混凝土伺服支撑的受力情况；步骤3：优化多点同步承载千斤顶阵列控制决策，基于当前状态和预测模型，求解优化问题，得到最优解，即一段时间内的最优多点同步承载千斤顶阵列补偿轴力大小；步骤4：执行控制决策，执行最优多点同步承载千斤顶阵列补偿轴力输入，并将目前输出值反馈到状态方程；步骤5：重复循环步骤1
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步骤4，直至基坑开挖施工结束。6...
【专利技术属性】
技术研发人员：狄宏规，何平，周顺华，金钰寅，张小会，何超，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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